Система гидролизного подкисления разлагает крупномолекулярные органические вещества в сточных водах на мелкомолекулярные органические вещества в анаэробных или гипоксических условиях благодаря метаболическому действию анаэробных микроорганизмов, улучшая биоразлагаемость сточных вод. Конкретный процесс работы и ключевые моменты заключаются в следующем:
1、 Принцип работы
Система гидролизного окисления ограничивает процесс анаэробной ферментации стадиями гидролиза и производства кислоты, контролируя время гидравлического удержания (HRT), что позволяет избежать полной деградации на стадии производства метана. Основные реакции включают:
Стадия гидролиза:
Микроорганизмы выделяют внеклеточные ферменты (протеазы, липазы, целлюлазы) для расщепления нерастворимых органических веществ (таких как белки, жиры, полисахариды) на растворимые мелкие молекулы (такие как аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды).
Например, целлюлоза расщепляется на дисахариды целлюлозы и глюкозу, а белки расщепляются на короткие пептиды и аминокислоты.
Стадия закисления:
Кислотообразующие бактерии далее ферментируют продукты гидролиза и превращают их в летучие жирные кислоты (ЛЖК, такие как уксусная, пропионовая, масляная), спирты, углекислый газ и водород.
В этот момент значение pH в системе немного снижается (обычно поддерживается на уровне 5,5-6,5), но в стадию производства метана она не переходит.
2、 Процесс выполнения
Входная ступень:
Сточные воды равномерно распределяются в гидролизный кислотонакопитель через систему распределения воды (например, нижние перфорированные трубы, вращающиеся распределители воды), чтобы обеспечить достаточный контакт с осадком. Система распределения воды должна отвечать следующим принципам:
Для предотвращения короткого замыкания приток воды на единицу площади в основном одинаков;
Удовлетворяет потребность в гидравлическом перемешивании и способствует перемешиванию осадка и сточных вод;
Легко заметить засоры и быстро их устранить.
Стадия реакции:
Условия окружающей среды:
Анаэробная среда: Растворенный кислород (DO) контролируется на уровне ниже 0,2 мг/л и поддерживается с помощью герметичного или малотревожного дизайна.
Температура: При средней температуре (25-35 ℃) эффективность выше, но он может работать и при комнатной температуре (>15 ℃).
Значение pH: Оптимальный диапазон - 5,5-6,5, при этом необходимо добавлять щелочь (например, NaHCO3), чтобы сгладить падение pH и предотвратить закисление системы.
Действие микроорганизмов:
Гидролитические бактерии и кислотообразующие бактерии работают вместе, постепенно разлагая крупные органические молекулы на мелкие молекулы VFA.
Слой илового осадка (концентрация MLSS 10000-20000 мг/л) адсорбирует и перехватывает твердые частицы, повышая эффективность реакции.
Отделение грязевой воды и этап очистки стоков:
Смешанная жидкость после реакции медленно течет в резервуаре, а осадок под действием силы тяжести оседает на дно резервуара, образуя слой ила. Надосадочная жидкость вытекает через верхний или боковой выпускной водослив и поступает в блок последующей обработки (например, аэробной биологической обработки).
Регулярный сброс некоторого количества старого осадка (контрольный возраст осадка SRT 10-20 дней) для поддержания активности осадка; часть очищенной воды может быть направлена на рефлюкс для корректировки pH поступающей воды или разбавления сточных вод высокой концентрации.
3、 Основные параметры управления
Гидравлическое время удержания (HRT):
Как правило, время контролируется в течение 4-12 часов, но его необходимо регулировать в зависимости от типа, концентрации и температуры органических веществ в сточных водах. Слишком короткое время может привести к неполному гидролизу, а слишком долгое - к чрезмерному подкислению осадка или выделению небольшого количества метана.
Концентрация осадка (MLSS):
Высокая концентрация осадка (10000-20000 мг/л) является ключевым фактором функциональности системы и требует использования устройства рециркуляции осадка для поддержания стабильности биомассы.
Скорость восходящего потока:
Обычно контролируется на скорости 0,8-1,8 м/ч, чтобы осадок не оседал и не стекал.
Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП):
Необходимо поддерживать диапазон от -100 до -300 мВ и регулировать соотношение NADH/NAD ⁺ с помощью гидрогеназы, чтобы избежать ингибирования метаболизма, вызванного чрезмерным восстановлением.
4、 Операционная эффективность и преимущества
Улучшение биоразлагаемости сточных вод:
Превращение трудноразлагаемых макромолекулярных органических соединений в легко разлагаемые низкомолекулярные ВФА значительно повышает соотношение БПК/КОД, создавая благоприятные условия для последующей аэробной очистки.
Удалите немного органических веществ:
Благодаря микробному метаболизму, 10% -30% ХПК в сточных водах может быть удалено, что снижает нагрузку на последующую очистку.
Предварительно обработанные взвешенные вещества:
В результате гидролиза взвешенные и коллоидные вещества в сточных водах коагулируются и выпадают в осадок, снижая мутность сточных вод и сводя к минимуму риск засорения последующих очистных устройств.
Буферные колебания качества воды:
Он обладает определенной буферной способностью к воздействию ударной нагрузки качества и количества поступающей воды, а также стабилизирует условия работы последующей системы очистки.
